苏科版九年级上册物理 第十四章 欧姆定律单元测试卷附答案
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苏科版九年级上册物理 第十四章 欧姆定律单元测试卷附答案 一、初三物理第十四章 欧姆定律 易错压轴题提优(难) 1.某同学利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,实验中电源电压保持不变,选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器的规格为“30Ω 1.5A”。
(1)如果连完电路、闭合开关后,发现仅有一只电表有示数,则造成这一现象的原因可能是
____________(选填下面的字母代号);
A.电流表断路
B.定值电阻短路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
E.定值电阻处接触不良
(2)电路连接完好后,先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑
片,当电流表的示数如图乙所示时,记下电压表的示数,此时电路中的电流为______________A;再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,滑动变阻器的滑片
应向_______________(选填“左”或“右”)滑动直至电压表示数为______ V, 并记录电流表的示数; (3)若实验中有电压为4V、6V、和8V的三种电源可选,为完成5组实验,该同学选用的电
源电压可能是________________V; (4)小明想用本实验中的器材测定未知电阻的阻值,可是发现电流表损坏,所以他设计了如
图丙所示的电路图来测量未知定值电阻Rx的阻值,其中R0为已知电阻,步骤如下: a.闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1;
b._________________时,测得电压表示数为U2;
c. 则被测电阻Rx的阻值为: Rx=_____________(写出表达式)。
【答案】BE 0.4 左 2 4 闭合开关S、S2,断开S1 1021URUU 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1] A.电流表断路时,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故A不符合题意; B.定值电阻短路电压表示数为0,只有滑动变阻器接入电路,所以电流表有示数,故B符
合题意; C.滑动变阻器断路,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故C不符合题意;
D.滑动变阻器短路,只有定值电阻工作,电压表测量的是定值电阻的电压,电流表测量
的是定值电阻的电流,两表都有示数,故D不符合题意; E.定值电阻处接触不良相当于定值电阻断路,这样电压表示数为电源电压,由于电压表电
阻极大,电流表无示数,故E符合题意。 故选B和E。 (2)[2]根据电流表的接线可知,电流表使用的是小量程,分度值是0.2A,电流表示数为
0.40A。
(2)[3][4]将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验时,由于定值电阻变大,根据串联分
压,定值电阻两端电压变大,由于实验探究的是电流与电阻的关系,应该控制定值电阻两端的电压不变,这时增大滑动变阻器的电阻,使滑动变阻器两端电压增大,从而可以减小定值电阻两端的电压,直至电压表示数与原来相同为止,所以滑动变阻器滑片应向左滑动,电压表示数为原来电压的大小即
110.40A5Ω2VUIR
(3)[5]实验选用的5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,定值电阻与滑
动变阻器串联,串联分压与电阻成正比,当用25Ω电阻实验时,为保证定值电阻两端电压2V不变时,滑动变阻器两端电压与定值电阻两端电压之和就是电源电压,而滑动变阻器的
最大电阻只有30Ω,当电源电压为4V时,滑动变阻器能把定值电阻两端电压调整为2V,当电源电压6V和8V时,滑动变阻器的的滑片就是滑到最大阻值处定值电阻两端电压也超过2V,故该同学实验时选择的是4V的电源。 (4)[6][7]闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1,这时Rx和R0是串联,电压表
测量的是Rx两端电压,根据串联分压的原理,还需要测量出R0两端电压或者是电源电压,根据电路图可知只能闭合S、S2,断开S1,这时RX和R0还是串联,而这时电压表测量的是电源电源,这两种情况两电阻的工作情况没有改变,由串联分压原理故有
1210x
RU
UUR
Rx大小为
10x
21
URRUU
2.小明同学在探究电流与电阻的关系实验时,选择的实验器材有:电源(电压恒为6V),电流表(0~0.6A)、电压表各一个,开关一个,四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、
20Ω),滑动变阻器“30Ω 1A”,导线若干。 (1)请根据图甲所示的电路图,用笔画出导线完成图乙的电路连接;
(__________) (2)同学们先将5Ω的电阻接入电路R所在位置,闭合开关移动滑片,使电压表的示数为
2.5V,记录此时电压表、电流表的示数;接下来断开开关,用10Ω的电阻替换5Ω电阻,
_____,将对应的电压表、电流表的示数记入表格。实验中,定值电阻两端的控制电压值的
合理范围是______; (3)小聪同学认为小明的实验操作太麻烦,决定将滑动变阻器和电压表去掉,用两节新的干
电池做电源。电路简化为如图丙所示,进行实验,实验中在A、B之间接入阻值不同的定值电阻,在实验器材完好,操作过程无误的情況下,获得的实验数据如表格所示。小聪分析数据发现无法得出相应的实验结论。请你通过分析数据及实验器材,说明小聪无法得出实验结论的原因_____。
实验次数 1 2 3 电阻R/Ω 5 10 20
电流I/A 0.5 0.26 0.14 【答案】 调节滑动变阻器的滑片P使其处于最大阻值处,再闭合开关,移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V R2.4V3VU 见解析
【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]从图甲可以看到,变阻器与电阻R串联接在电路中,电压表测的是电阻R两端的电
压,在图乙中,电源的正极与滑动变阻器的左下端相连,滑动变阻器的电阻最大是30Ω,而四个定值电阻中最大的电阻是20Ω,所以定值电阻中的电压不会超过3V,电压表的量程选择0~3V即可,电压表的3V接线柱与定值电阻的右端相连;根据上述连接实物图,如下图所示。
(2)[2]探究电流与电阻的关系,就要保持电阻两端的电压不变,所以接下来断开开关,用
10Ω的电阻替换5Ω电阻,调节滑动变阻器的滑片P使其处于最大阻值处,再闭合开关,
移动滑片P使其电压表的示数还是2.5V,再将对应的电压表、电流表的示数记入表格。 [3]由题意可知,设电阻R两端的电压是RU,电路中的电流是I,根据欧姆定律可得
RUIR,滑动变阻器两端的电压是
R6V-UU滑
滑动变阻器接入电路的阻值大小是 RR
RR
6V-6V-URUURUIUR滑滑
因为30ΩR滑,即 R
R
6V-30ΩURU
化简可得 R6V30ΩRUR
当电阻5ΩR,可得到R6V7U;当电阻10ΩR,可得到R1.5VU;当电阻15ΩR,可得到R2VU;当电阻20ΩR,可得到R2.4VU;由于电压表的量程
是0~3V,所以R3VU;综上所述,实验中,定值电阻两端的控制电压值的合理范围是
R2.4V3VU (3)[4]从表中数据可以看到,三次实验,电流与电阻的乘积是不相同的,即电阻两端的电压
是不相同的,这是因为电流表也有内阻,当电阻R阻值变大时,根据串联电路的分压原理可知,电流表的内阻不变,电阻R两端的电压也在变大,而探究电流与电阻的关系实验,要求电压不变,所以无法得出相应的实验结论。
3.在复习电学知识时,小明在实验室做了“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”的实验。实验中,所用的电源电压为6V,小灯泡点的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”。
(1)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明按图甲所示的电路图正确连接了电路。闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____W。 (2)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的小灯泡的I-U图象。由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电阻______,如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率_______0.38W。 (3)在做“探究电流与电阻的关系”实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值行别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,他把电路中
的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探